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降低烧碱盐耗 优化盐资源配置
作者:管理员    发布于:2015-10-23 15:18:33    文字:【】【】【

  综述降低烧碱盐耗优化盐资源配置刘自珍邯郸滏阳化工集团有限公司,河北邯郸056003)I|综合阐述了我国盐资源和烧碱用盐现状,提出降低生产烧碱中盐耗的具体措施和生产烧碱用盐应多元化的建议。

  I丨TQ114.2 |A|文章编号丨1008*我国工业用原盐主要消费于纯碱和烧碱行业。

  2003年全国纯碱产量1110万t烧碱产量940万t,000万t,约占当年原盐总产量5其中生产烧碱耗原盐约占两碱用盐的50.氯碱工业是采用电解饱和食盐水生产烧碱同时副产氯气和氢气的电化学工业。原盐是氯碱生产的主要原料,每生产1t烧碱(100)理论耗盐1.462t,实际生产则需原盐(折100NaCl)l.我国盐资源储量丰富,已探明远景储量为47万亿t,1982年全国原盐产量为1600万t到2003年达到32424万t,20年翻了一番。工业用盐的主要品种为海盐、井矿盐(真空盐)、湖盐和卤7水其中海盐约占74,井矿盐、湖盐和卤水约占26生产海盐主要采用日晒法,产量与气候关系极大。目前国内海盐生产能力己逾2000万t/a主要分布在东部沿海地区,包括4大海盐基地:①河北和天津基地,盐场规模大,产量占全国的1/4;②山东基地,产量占全国各省、市、区的首位;③辽宁基地,主要供应东北三省;④江苏基地,历史悠久,发展条件较好。其中,辽、冀、津、鲁、苏、浙、闽、琼等主要海盐产区的产量占全国海盐产量的84以上。海盐的NaCl质量分数为91 1.1.2井矿盐(真空盐)我国井矿盐分布较广,盐类沉积几乎遍布所有省区。目前井矿盐的主产区有四川、湖北、湖南、江西、江苏、云南等省。目前国内的井矿盐均通过真空蒸发生产,所产盐又称真空盐。其NaCl质量分数为97.0~99.1.目前己探明国内湖盐储量达1 000亿t,主要分布在川、新、藏、青、蒙、陕、晋等中、西部地区。其质量隹NaCl质量分数为96~99.卤水又称液体盐,包括井矿盐采区采用钻井水溶法开采的卤水和地下原生卤水,主要分布在川、鄂、藏、新、蒙、陕(北部)及鲁(莱州湾)等地。卤水中NaCl质量浓度为200~300g/L、SOr质量浓度为20~30g/L,但价格低廉。

  1,国内氯碱生产用盐现状1.2.1用盐品位较低目前我国氯碱工业用盐以海盐为主,辅以井矿盐、湖盐和卤水。我国原盐质量较差,海盐含NaCl质量分数一般为94左右,Ca2+、Mg2+质量分数各为0.1~0.3,大多是未经洗涤的粗制盐,杂质多,易结块,盐泥多,每生产1t烧碱(折100NaOH)将产生盐泥40 ~50kg,加末端治理负担和费用,而且这个问题一直困扰着我国氯碱企业。发达国家的氯碱企业多数采用洗涤精制盐,其NaCl质量分数为97~去50,既提高澄清设备的生产能力,又减少精制I丨刘自珍(1942―),男,工程师,中国化工学会会员。历任邯郸滏阳化工集团有限公司技术处处长。技术开发处处长。副总工程师兼农药化工厂技术厂长。从事氯碱技术工作30余年,先后主持和参加设计。建设10余个工程项目,发表氯碱技术论文80余篇。

  综述氯碱工业剂的消耗,降低生产成本,每生产1t烧碱(折100NaOH)只产生盐泥13kg,减轻盐泥污染。

  1.2.2用盐数量迅近几年来,国内许多生产厂不同程度地采用了湖盐、井矿盐和卤水生产烧碱,降低了生产成本,提高了经济效益。

  我国各个时期烧碱用盐情况:六五“末期,约为350万t/a;七五”末期,为680万~五“末期,为860万t/a左右;九五”末期,约为1050万t/a;十五“末期,烧碱产量将逾1 000万t/a,届时将用盐达1 600万t/a接近2003年我国原盐总产量的50. 1.3烧碱生产现状1.3. 1生产能力与产量巨近年来,由于PVC和其他一些氯产品需氯量巨±,液氯价格坚挺引发出氯碱企业新一轮扩产潮,加之冶金、煤炭、石油、纯碱、造纸、塑料等其他行业的企业也纷纷挤进氯碱行业,烧碱生产能力和产量分别由”八五“末期的568.长到”九五“末期的800万t/a和66788万t/a,到‘十五”末期烧碱生产能力将一跃达到1 250万t/a左右,烧碱产量将突破1 000万t/a大关。从“八五”到“十五”10年间我国烧碱生产能力和产量将翻一番,这样的惊人速度是的,如此下去,必将造成原盐供应紧张,令人担忧。

  1.3.2烧碱原盐消耗及成本偏高氯碱生产中原盐费用占生产成本的20 ~30,是仅次于能源的主要费用。为了降低生产成本、节省运输费用,氯碱厂的厂址多选在原盐资源的附近。

  国外生产1t离子膜烧碱耗盐量一般为1. 5t以下,而国内一般为1.55 ~1.60t,有些厂甚至高达1.76t,与国外相差约50kg至少影响烧碱生产成2000年我国烧碱的原盐消耗,隔膜法平均为1648.8kg/t,离子膜法平均为1相差99.9kg/1,原盐成本相差22元/t.我国有条件的企业采用掺卤或全卤制碱与采用固体盐相比,生产成本可降低150~200元/t,取得良好的经济效益和社会效益。

  1.3. 3烧碱产品规格从烧碱规格上讲,目前我国隔膜法烧碱主要有30和42两种,且以30为主。而国外隔膜碱则以50为主。

  隔膜法烧碱中含有溶解盐,但不同规格的烧碱含盐量也不同。一般情况下碱浓度越高所含的盐越少。1t质量分数为30、42、50的隔膜法烧碱以1万t/a规模隔膜烧碱为例:若由生产30烧碱改为生产42烧碱则每年若由生产30烧碱改为生产50烧碱则每年根据国情,目前我国宜减少30液碱的产量,产42液碱。但为了便于与国际市场接轨,也可逐步向生产50液碱方向发展,加烧碱出口量,以缓解国内烧碱市场严重供大于求的局面。

  2烧碱节盐措施与建议2.1逐步米用洗潘精制盐发达国家的氯碱企业多数采用洗涤精制盐,其中西欧各国氯碱厂多采用真空精制盐,以减轻含汞盐泥的污染。我国氯碱工业也应逐步实现采用优质盐和洗涤盐,以减少盐泥污染和盐损。根据我国目前状况,应首先在碱盐联合企业中的盐场加洗盐装置,供应洗涤精制盐,并逐步扩大规模向外推广。

  我国离子膜法制烧碱采用真空盐(井矿盐)有诸多优势:①真空盐品位高,能确保入槽精盐水的质量,延长离子膜的使用寿命;②杂质少,节约精制剂,生产1t烧碱仅用0.5kg的纯碱;③产生盐泥量极少,大大节省盐泥处理费用,且减轻污染,利于环境保护。

  2.2减少运输盐损采用固体盐的氯碱企业,其所用原盐多以麻袋包装,用火车、汽车或拖拉机运送至厂,途中常因盗窃、泄漏等造成损耗,应有专职管理人员,尽量减少损失。在露天盐场的周围,应设置排水沟、贮水沟、输送泵(液下泵)及通往盐水工段的输送管道。夏秋季节雨水较多,原盐被冲刷溶解造成的损失特别严重,应有专人负责回收大量稀盐水,用于配水化盐,减少盐损。

  2.3回收全部蒸发回收盐水(析出盐水)180g/L左右,经蒸发工段而得成品碱。蒸发工段除了浓缩NaOH还析出NaCl结晶,并将析出的NaCl结晶分离出来制成合格的固体回收盐,为了输送方便常制成回收盐水(析出盐水),用泵通过管道返回盐水工段,重新配水化盐。蒸发每生产1t烧碱(100NaOH)可析出盐1633kg,因此要确保蒸发回收盐能全部得到回收而无泄漏,这对降低原盐消耗至关重要。

  2.4认真回收碱罐盐底子在蒸发工段配碱罐、碱冷却罐及运碱汽车槽车中,都会有盐从碱中析出沉于罐底,随着时间的延长,就会积存厚厚一层盐,若不及时回收这些盐底子,既影响产品质量,又浪费了盐,因此要设回收装置,返回盐水工段化盐,以减少盐损。

  2.5加强液碱冷却,加碱液过滤盐在碱中的溶解度随碱温降低而降低,终会从碱雍中结晶析出。因此,加强碱液冷却是提高液碱质量的关键,可采用带蛇管、搅拌器的冷却罐进行连续冷却,使盐的结晶颗粒长大,减少浮盐量,以利于沉降或过滤;采用密闭旋转叶片加压过滤机过滤冷却,以降低成品液碱中的含盐量,既提高了碱的质量,又回收了部分盐,减少盐损。

  2.6隔膜碱由30改成42并逐步产50的液碱在氯碱企业生产中,盐是烧碱的重要原料,没有盐就无法生产出烧碱(只指电解法)然而盐在成品烧碱中却是杂质,碱中含盐越少,产品纯度越高,质量越好。因此,设法减少碱中的盐,既提高了产品质量,又回收了大量宝贵的盐,做到一举两得。

  目前我国隔膜法烧碱产量占国内烧碱总产量的70以上,且仍以30液碱为主,以400万t/a计。如果其中能有200万t/a由30液碱改为42液碱则每年可节盐1192X200=238400如其中能有50万t/a由30液碱改为50液碱,则每年可节盐1466X 50=73300(),两项合计每年将节省原盐31万多t.目前,我国烧碱严重供大于求,市场疲软,其中的原因之一是30液碱不能出口,在国际市场上无竞争力,只能在国内市场进行无序竞争,压价出售或库存,因此,应加大技改投资力度,采用三效顺流部分强制循环工艺或者三效逆流强制循环工艺,蒸发生产42液碱。而且,历经多年的技术充实和完善,这两种蒸发工艺生产1t42液碱的汽耗分别达到3.0~3.22.5~2.6匕近几年来,我国南京工业大学开发的大型旋转薄膜蒸发器可将30的液碱蒸至42以上,1t烧碱的汽耗为1.22t,目前已有多个设备制造厂能提供此类装置,许多企业已应用此类装置。

  浙江巨化股份有限公司电化厂采用我国自行设计建成的三效逆流蒸发装置,生产1t50液碱的汽耗为3t;齐鲁石化股份公司氯碱厂引进的四效逆流蒸发装置,生产1t50液碱的汽耗为2.2t.50液碱不仅可以出口,而且也可以生产固体烧碱(如片碱、粒碱、棒碱)2.7用先进的离子膜法制碱工艺逐步取代隔膜法制碱工艺采用离子膜法制碱工艺能生产出高纯碱。从离子膜电解槽流出的32左右的碱液,不需蒸发就可直接作为商品碱出售,其中NaCl质量分数小于0.004;30隔膜碱中含NaCl不高于5,其碱中含盐量是32离子膜烧碱的1 250倍;42隔膜碱中含NaCl不高于2,是32离子膜碱的500倍。

  由此可见,将隔膜法制碱改为离子膜法制碱可以大幅度地减少盐的损耗。

  离子膜法烧碱中的含盐量受到两种因素的影响。①电渗透水的移动对碱中含盐量的影响:在Na+穿过离子膜移向阴极室时,也有H2O伴随移动,与此同时,溶于阳极液中的Cl2和C厂也与水一起移动到阴极室与NaOH反应生成NaCl.阳极液中NaCl浓度越小,烧碱中的NaCl含量越大。因此,要在电解槽上安装高性能的仪表和检测装置,控制阳极液中的NaCl质量浓度在190~210g/L.②电流密度对碱中含盐的影响。在高电流密度下,静电引力加强,带负电荷的Cr被正电位的阳极更强烈地吸引,从而减少了碱中含盐量3.故采用高电流密度离子膜电解槽,生产的碱中NaCl含量会更低,盐损更少。

  2.8降低碱损失等于降低盐耗正常生产中蒸发工段的碱损失一般不超过1,要杜绝或减少跑冒滴漏,尤其要严格控制回收盐水(析出盐水)中的NaOH含量,使之低于3g/L.回收盐水(析出盐水)中NaOH含量每加1g/L,就相当于加碱损失0.5,―家5万t/a烧碱厂,碱损失降低0.5,每年就可产烧碱250t,相当于每年节盐380t.另外,还要重视产品质量造成的损失,如30商品碱实际出厂控制NaOH质量分数在30.02,就要比30.10减少碱损失0.266,在一家5万t/a烧碱厂每年可产烧碱133t相当于每年节盐2.9回收盐泥中的盐目前我国氯碱用盐大多未经洗潘,从澄清桶底部排出的盐泥含盐300g/L,不同产地的原盐所含杂质的量不同,每生产1t烧碱(100NaOH)可排综述氯碱工业出盐泥浆0.3~0.9m3.为了降低盐耗,避免盐泥中的NaCl污染环境,一般氯碱厂采用多(3)层洗泥桶回收盐,并将废弃的盐泥进行综合利用。经反复洗涤回收洗泥水(含有绝大部分的NaCl)后,从3层洗泥桶底层排出的废盐泥含盐量在10g/L以下。但有的厂不用3层洗泥桶,而用自动板框压滤机直接压滤从澄清桶排出的盐泥浆,并洗涤滤饼以回收盐泥浆带出的NaCl,效果优于3层洗泥桶。如上海天原化工厂及无锡市电化厂(均为当时厂名)己在20世纪80年代初就曾试用15m2及60m2自动板框压滤机处理盐泥,处理后的盐泥含盐量可降至4g/L以下,证明可以取代3层洗泥桶洗泥,节省水、蒸汽和电力,利于环境保护。国内压滤机生产厂如河北冀衡海江压滤机有限公司研制生产的高效隔膜压滤机和江苏苏东化工机械有限公司生产的设备在一些氯碱厂早已得到应用,效果较好。

  经初步测算,采用压滤机取代3层洗泥桶洗涤盐泥回收盐,以生产1t烧碱排出盐泥浆按0.6m3计,则可多回收盐3.6kg;以烧碱生产能力1万t/a计,则每年多回收盐36t,既减少了盐损耗,又减轻了污染。

  3优化原盐资源配置,实现烧碱用盐多样化随着我国“两碱*(烧碱和纯碱)工业的迅猛发展,原盐需求量急剧长。切实保护、合理开发和节约使用原盐资源,己经提到氯碱工业的议事日程。

  原料多样化己成为现代化工发展的主流。按照国际惯例,遵循原料导向规律,使氯碱企业靠近资源产地,对于降低产品成本、解决原盐等资源供需矛盾是有决定性意义的。因此,我国沿海东部地区的氯碱企业应就近以海盐为主;当地有较丰富井矿盐或卤水的山东、江苏等地,也应辅以井矿盐或卤水来组织生产烧碱;中部和西部地区靠近丰富井矿盐、湖盐和卤水产地的氯碱企业就应大力开发利用井矿盐、湖盐和卤水,辅以海盐为原盐生产烧碱。

  其实近些年来,国内在这些方面己有不同程度的进展。以卤代盐制烧碱己取得很大成绩,在靠近丰富盐卤资源的地区,我国氯碱企业己越来越多地采用掺卤或全卤制烧碱,如四川盐卤十分丰富,20世纪90年代初宜宾天原化工股份公司就曾设管道引卤用于烧碱生产。各厂用卤量己在70~100,其中湖南衡阳烧碱厂、湖北双环氯化工有限责任公司和自贡鸿鹤化工股份有限公司等己实现全卤制碱,江苏安邦集团电化有限公司采用95岩盐卤水和5海盐,经溶盐、精制、澄清和过滤等一系列处理后,完全达到合格饱和精盐水技术标准,供30*11趣金属阳极电解槽使用,生产正常稳定。

  盐湖储量居全国之首的青海和盐湖富集的内蒙古等地的氯碱厂也早己采用当地廉价的湖盐生产烧碱;新疆地区的氯碱厂以当地的湖盐为原料生产烧碱,其原盐价格仅为海盐价格的50左右,生产成本优势明显。

  国内在井矿盐的开发利用方面进展较快,近几年来,湖北应城盐矿、中国石化江汉油田、云南昆明盐矿、江西盐矿等陆续从瑞士苏尔寿公司引进“盐硝联产、热法提硝”先进技术和设备,其生产的真空盐(精制盐)的NaCl质量分数可稳定在99.2以上,高达到99.8.以5万t/a烧碱计,与用海盐相比,使用这种精制盐制离子膜烧碱的直接经济效益超过370万元/a,且大大减轻了盐泥污染,具有很大的环境效益。对远离海盐和湖盐产区的内地离子膜法制烧碱企业来说,真空盐是理想的生产原料。

  逐步形成一个由海盐、井矿盐、湖盐和卤水多样化盐资源结构配置体系,形成一个由沿海向内地过渡的井矿盐、湖盐、卤水的原盐资源带,使资源得到理想、有效的配置,以减少原盐运输费用,降低生产成本,缓解东部海盐的常受气候影响导致供应不足的问题,以及全国氯碱生产能力、产量发展过快,需盐量长过猛等造成的供需矛盾。

  4结语当前,氯碱企业要对我国盐资源现状有个清醒的认识,降低盐耗、保护资源、保护环境,己迫在眉睫。只有优化盐资源配置,破除氯碱工业“非海盐不用”的传统观念,尽快实现烧碱生产用盐多样化,贯彻和应用科学发展观,才能促进氯碱工业平稳、快速的发展。

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